探析5G無線通信技術(shù)的應用

趙義飛

(中國移動通信集團內(nèi)蒙古有限公司準格爾旗分公司,內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300)

0 引言

5G無線通信系統(tǒng)技術(shù)不僅完全繼承了之前4G通信技術(shù)的諸多優(yōu)點,同時對其技術(shù)進行了不斷的改進完善,通過先進多種技術(shù)的組合使用其中可以實現(xiàn)5G通信技術(shù)的不斷完善性。該連接技術(shù)的成功出現(xiàn)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全球網(wǎng)絡信息傳播的較高可靠性和網(wǎng)絡安全性,同時能夠有效實現(xiàn)面向全球各個網(wǎng)絡的鏈接,尤其針對是那些可能很難實現(xiàn)的無縫連接。

1 5G無線通信技術(shù)的概念

1.1 5G無線通信技術(shù)

5G無線通信工藝技術(shù)系統(tǒng)是我國無線通信技術(shù)網(wǎng)絡核心技術(shù)的一次升級和重大改造,其中的各項藝術(shù)技能系統(tǒng)實現(xiàn)重大優(yōu)化,不斷為廣大用戶廠商提供優(yōu)質(zhì)便捷的通訊服務。與之前的4G相進行比較,5G級的無線通信系統(tǒng)技術(shù)不僅完全繼承了這些通信技術(shù)的諸多優(yōu)點,而且對一些先進的通信技術(shù)可以進行測試使用,實現(xiàn)這些技術(shù)的不斷完善性,進行測試運行之后技術(shù)應該肯定會更具有一定的行業(yè)市場前景。在現(xiàn)階段的5G通信技術(shù)中主要廣泛使用的通信技術(shù)主要是無線納米技術(shù)、隱私性和保密通信技術(shù)等,同時5G技術(shù)無線通信保密技術(shù)更加十分重視隱私性和網(wǎng)絡安全性,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)通信速度的大幅提升,而且大大降低了網(wǎng)絡資源的大量消耗。5G的技術(shù)支持能夠有效實現(xiàn)對用戶個人隱私的有效保護和通過技術(shù)支持解決在用戶傳輸信息過程中可能遇到的各種問題。

1.2 技術(shù)優(yōu)勢

(1)傳輸速率更快。5G通信技術(shù)目前是比較先進的一種移動通信電子技術(shù),在出口傳輸速度上更快,從目前相關的技術(shù)實踐和理論研究成果來看,該通信技術(shù)的主要優(yōu)點之一是基本實現(xiàn)了移動通信電子技術(shù)產(chǎn)品出口和傳輸速度的大中小幅度同步提升。

(2)兼容性更好。該無線技術(shù)與之前的網(wǎng)絡通信無線技術(shù)比較使其具有網(wǎng)絡兼容性的兩大優(yōu)點,5G網(wǎng)絡通信無線技術(shù)應用平臺不僅支持多種新型網(wǎng)絡無線通信應用技術(shù)的融合使用,同時還使其能夠輕松實現(xiàn)無線接入網(wǎng)、LUETOOTH、WIFI等無線通信技術(shù),實現(xiàn)無線服務網(wǎng)絡功能的極大拓展,不斷大大提升其網(wǎng)絡兼容性。特別是在需要進行其他網(wǎng)絡平臺上的支付交易方面,5G幣的技術(shù)支持能夠讓您實現(xiàn)網(wǎng)絡支付更加安全[1]。

2 5G的應用場景與需求

目前,5G信息網(wǎng)絡通訊技術(shù)還只處于應用開發(fā)和實驗室初步商業(yè)化的階段,距離真正實現(xiàn)對于技術(shù)變現(xiàn)和技術(shù)的商用應用還需要很長的研發(fā)周期,目前來講,5G網(wǎng)絡信息通訊技術(shù)已經(jīng)逐漸成為ICT應用領域的全新技術(shù)熱點和代名詞。同時,我國在全球移動通信網(wǎng)絡信息安全技術(shù)標準的制定,已經(jīng)標準規(guī)范化研究等領域也迅速彌補了第一代的空白,并實現(xiàn)了第二代信息技術(shù)的快速跟隨,第三代信息通訊技術(shù)的快速突破,以及幾乎同步完成第四代快速技術(shù)革命的基本要求。與此同時,在現(xiàn)代信息技術(shù)的第五代快速發(fā)展過程中,我國也逐步取得了世界標準的主導和關鍵地位,實現(xiàn)了新技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。在3G和4G全球技術(shù)標準時代,全球技術(shù)標準之間的競爭激烈而復雜。在5G技術(shù)時代,全球技術(shù)標準之間的競爭不會突然開始,5G技術(shù)時代全球技術(shù)標準將通過加速競爭實現(xiàn)新的一個全球技術(shù)標準間的統(tǒng)一。

在高速的交通移動網(wǎng)絡實體如:高鐵、飛機等公共交通工具中,5G的網(wǎng)絡配備具有非常好的高速移動性網(wǎng)絡支持,為移動用戶能夠提供實時化的網(wǎng)絡信息接入,郵件信息收發(fā)、娛樂等網(wǎng)絡服務?！坝文潦健钡母鞣N移動網(wǎng)絡終端通信設備對它的移動網(wǎng)絡性能雖然要求不高,但在保證網(wǎng)絡運行可靠性以及網(wǎng)絡彈性使用方面還是有很高的技術(shù)要求。目前,對于網(wǎng)絡能量綜合利用效率與網(wǎng)絡能耗的高度重視提高程度越來越高,網(wǎng)絡供應功能的管理執(zhí)行不足也應該由于過度地注重消耗網(wǎng)絡能量,5G的供應能能夠支持更低網(wǎng)絡功耗。

3 5G無線通信關鍵技術(shù)分析

目前,5G網(wǎng)絡基礎關鍵技術(shù)仍然還處于行業(yè)研究起步階段,什么樣的網(wǎng)絡關鍵技術(shù)能有效滿足未來幾年5G網(wǎng)絡需求,仍是一個未知數(shù)。本文結(jié)合5G時代發(fā)展的基本技術(shù)需求、發(fā)展趨勢,從現(xiàn)代無線網(wǎng)絡技術(shù)的角度,分析了5G時代發(fā)展中需要突破的幾個關鍵技術(shù)。

3.1 空口技術(shù)

CDMA作為當前我國第三代移動通信的空口技術(shù),隨著我國信息網(wǎng)絡技術(shù)逐漸連接到第五代的數(shù)字空口移動通信技術(shù)時,其技術(shù)的應用和發(fā)展也會逐漸變得更加繁榮。但隨著技術(shù)的進步和信息技術(shù)的快速發(fā)展,當前我國信息技術(shù)應用對于在數(shù)字空口移動通信通訊技術(shù),以及技術(shù)應用成果和應用條件的要求也更加靈活和多變,因此為了提高數(shù)字空口移動通信通訊技術(shù)的應用效果和應用質(zhì)量,實現(xiàn)對于網(wǎng)絡信息技術(shù)復雜性與信息多樣性、自動化的應變能力也就相對變得更加重要和關鍵。按照相關技術(shù)的規(guī)定和規(guī)范,高速網(wǎng)絡傳輸空口技術(shù)核定應用,必須同時具備能夠滿足超高清視頻網(wǎng)絡,以及相關的視頻影音點播系統(tǒng)所要求的1G/s的網(wǎng)絡高速傳輸帶寬要求。除此之外,無人駕駛電動汽車系統(tǒng)更是要求網(wǎng)絡傳輸?shù)难舆t水平必須小于1毫秒每分鐘,每平方公里內(nèi)能夠使用的物聯(lián)網(wǎng)以及智能網(wǎng)絡傳感器,必須能夠滿足幾十萬的高速網(wǎng)絡連接用戶數(shù)的多層次復雜的網(wǎng)絡業(yè)務工作。

3.2 射束信號分割器

在當前的移動通信管理和工作監(jiān)管系統(tǒng)中,由于有限的鏈路頻率網(wǎng)絡資源,以及同一時隙的網(wǎng)絡資源被多方位甚至多層次的相互分割,并且需要能夠為不同的網(wǎng)絡用戶同時提供服務,因此有限的網(wǎng)絡頻率與時隙資源必然決定了整個移動通信管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡容量。因此,如何更加穩(wěn)定地增加用戶的基站數(shù)量,以及增加不同移動基站的應用數(shù)據(jù)量將會是未來移動通訊網(wǎng)絡基礎設施的重要發(fā)展趨勢之一。但是,由于不同系統(tǒng)頻率和系統(tǒng)時隙之間的資源交換往往有限,這便意味著通訊系統(tǒng)必須不斷發(fā)展出新的計算機技術(shù)和應用成果,但這種新型信息技術(shù)的優(yōu)化與發(fā)展,并不能夠直接通過頻率和時隙之間的資源交換來實現(xiàn)的,這使得系統(tǒng)的容量能夠不斷地得到各種程度上的增加[3]。

3.3 移動云計算

盡管采用移動終端云計算技術(shù)能夠大大幅度增強我國移動手機終端的數(shù)據(jù)計算處理能力并有效降低移動終端網(wǎng)絡能耗,但是由于目前移動手機智能終端與移動云計算數(shù)據(jù)中心的端入口到終終端網(wǎng)絡之間傳輸數(shù)據(jù)時延與終端帶寬相比具有較大不穩(wěn)定性,移動終端云計算的終端通信數(shù)據(jù)通道數(shù)和傳輸數(shù)據(jù)時延仍然無法得到保證。結(jié)合無線網(wǎng)絡接口和入網(wǎng)網(wǎng)絡技術(shù)的不同特點,提出了一種分布式連接移動與終端計算機的協(xié)同網(wǎng)絡架構(gòu),保證了從移動端和云計算的端入口到終終端網(wǎng)絡服務質(zhì)量。未來5G的云網(wǎng)絡中,多種異構(gòu)的云網(wǎng)絡將可能會相互并存,不同的云和移動網(wǎng)絡設備將可以使用不同的無線網(wǎng)和接入網(wǎng)絡技術(shù)應用來直接訪問整個云。

4 5G無線通信技術(shù)的實際應用

4.1 5G無線通信關鍵技術(shù)應用

(1)MIMO技術(shù)。MIMO這種技術(shù)已經(jīng)能夠通過對無線發(fā)射功率的持續(xù)復用和其對通信功率寬帶的持續(xù)復用而得以實現(xiàn)不斷完善新的無線通信寬帶網(wǎng)絡的綜合性能。在之前的各種MIMO通信技術(shù)中也都是頻率單點對時頻單點,技術(shù)在不斷的得到提升,進而成功實現(xiàn)了時頻單點對多點,在時頻發(fā)射端和時頻接收端之間安裝一些時頻天線,能夠有效實現(xiàn)在不同時頻網(wǎng)絡資源下通信效益的得到最大化,不僅進而能夠有效實現(xiàn)時頻通信可靠度和性能的極大提升,而且實現(xiàn)通信管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量也在不斷的得到提升?，F(xiàn)階段,我國已經(jīng)加強了對無線集中網(wǎng)絡布設智能天線的技術(shù)研究推廣力度,有的專家學者已經(jīng)提出了一種融合智能云無線網(wǎng)絡接口嵌入網(wǎng)絡的技術(shù),實現(xiàn)五MIMO天線系統(tǒng)的優(yōu)化升級,該技術(shù)系統(tǒng)如果成功的話也就能夠直接實現(xiàn)5G天線技術(shù)的不斷優(yōu)化升級[4]。

(2)D2D技術(shù)。該無線技術(shù)主要是5G線在無線通信系統(tǒng)技術(shù)領域中的一個關鍵技術(shù),其主要的技術(shù)作用也就是為了實現(xiàn)對傳統(tǒng)蜂窩通信系統(tǒng)技術(shù)進行及時的技術(shù)補充和并實現(xiàn)無線通信數(shù)據(jù)傳輸流量的快速增長。該傳輸技術(shù)還使其具有一定的技術(shù)優(yōu)點,即對網(wǎng)絡資源分配進行簡略,減少了了外界對自身的直接干擾,另外,還使其能有效實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸時的效率和使用成本的極大降低,。在如何進行該種網(wǎng)絡技術(shù)的廣泛使用中,需要特別關注的是重點技術(shù)問題,其實它是進行網(wǎng)絡資源使用管理和網(wǎng)絡通信的重要保障,同時也應該是如何實現(xiàn)該種種技術(shù)的廣泛使用的重要關鍵[5]。

4.2 5G無線通信技術(shù)的具體應用

安卓軟件系統(tǒng)操作是比較重要的操作技術(shù),其以一個開放式的源代碼和Linux作為理論基礎和技術(shù)依托,該操作系統(tǒng)幾乎是所有操作系統(tǒng)技術(shù)中的一種,主要廣泛使用在智能平板筆記電腦和移動智能手機中。安卓操作系統(tǒng)主要軟件使用的都是分層系統(tǒng)架構(gòu),按照功能高低級別可以將其分為四個基本層次,其分別為系統(tǒng)應用程序管理層、框架管理層、運行管理層和系統(tǒng)內(nèi)核管理層等。在這種分層計算架構(gòu)中,5G級和納米級的核心技術(shù)主要用于使用在四個不同層次架構(gòu)中的一個內(nèi)核物理層,能夠輕松實現(xiàn)在目前沒有任何安卓層的基礎之上同時實現(xiàn)云端文件和移動硬件的無縫驅(qū)動和與系統(tǒng)的無縫聯(lián)合[6]。

使用5G的云技術(shù)不僅希望能夠直接實現(xiàn)高速無線數(shù)據(jù)傳輸,同時還希望能通過實現(xiàn)云端對儲存端和移動終端的數(shù)據(jù)同步進行軟件數(shù)據(jù)驅(qū)動,進而不斷擴大縮小對云儲存終端數(shù)據(jù)的存儲空間的減小,不僅如此,還希望能通過實現(xiàn)大大提升傳統(tǒng)軟件驅(qū)動裝置的功能多樣性和功能豐富性。此外,安卓操作系統(tǒng)中還具有自身的諸多優(yōu)點,如數(shù)據(jù)開放性強的個殊特點,這種特殊情況的不斷出現(xiàn)給用戶數(shù)據(jù)的開放安全性使用帶來一定的心理考驗和技術(shù)挑戰(zhàn)。使用5G量子通信加密技術(shù)系統(tǒng)中的量子納米技術(shù)系統(tǒng)能夠輕松實現(xiàn)對安卓通信的遠程加密,使用基于量子通信密碼的其他相關加密技術(shù)能夠減少在安卓通信中可能出現(xiàn)密碼錯誤的種種可能性,進而不斷提升實現(xiàn)安卓系統(tǒng)的通信安全性[7]。

5 結(jié)語

總之,隨著5G無線通信技術(shù)越來越成熟,其技術(shù)的應用產(chǎn)品也會越來越優(yōu)秀,在不同領域的深入應用與合作也將會越來越廣泛。5G技術(shù)的成功應用實踐,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全球網(wǎng)絡信息傳播的最高可靠性和網(wǎng)絡安全性,同時能夠有效實現(xiàn)面向全球各個網(wǎng)絡的鏈接,尤其是很難實現(xiàn)的無縫連接。